Экологические аспекты использования возобновляемых источников энергии:

Возобновляемые источники энергии имеют различный набор качеств с точки зрения их влияния на окружающую среду и выгоды по сравнению с органическим или ядерным топливом. К положительным качествам следует отнести тот факт, что они совершенно не выбрасывают в атмосферу углекислый газ, и не производят других загрязняющих веществ (кроме некоторых продуктов распада, образующихся на дне водных резервуаров). Но так как они используют относительно малоинтенсивную энергию, площадь, занимаемая ими, оказывается намного большей. Кроме того, физические размеры оборудования, по этой же причине, оказываются очень большими по сравнению с существующими высокоинтенсивными источниками энергии. Последнее обстоятельство требует для изготовления соответствующих конструкций больших материальных и энергетических затрат. Сомнительно, например, что бы жители Австралии одобрили воздействие на окружающую среду новых гидросистем в районе Снежных Гор (дающих, кстати, 3.5 % всей электроэнергии и обеспечивают ирригацию). Вряд ли будут одобрены и проекты по застройке больших площадей вблизи городов под электростанции на солнечных батареях, если такие проекты вообще когда-либо будут сделаны. В Европе, ветряные турбины давно не вызывают к себе любовь из-за производимого ими шума и по соображениям охраны природы. Громадные вращающиеся турбины постоянно приводят к гибели большого числа птиц. Однако, воздействие на окружающую среду может быть минимизировано в некоторых случаях. Солнечные батареи, например, могут устанавливаться вдоль автомагистралей, выполняя дополнительную функцию шумоизоляции, или располагаться на крышах домов. Имеются также отдельные места, где возможна и безопасная установка ветряных турбин.

2.6 Сравнение угля и урана

Единственными и главными топливными ресурсами для крупномасштабного производства энергии в течение следующих десятилетий остаются уголь и уран.

В ближайшей перспективе газ будет еще являться эффективным топливом в некоторых местах на нашей планете, но его большое значение как "прямого топлива" (т.е. используемого непосредственно для получения тепла) и вероятность существенного увеличения стоимости, заставляют рассматривать уголь и уран основным топливом будущего. Выбор между этими двумя вариантами, вероятно, будет зависеть от конечной стоимости получаемой электроэнергии и уровня затрат на охрану окружающей среды, которые в значительной степени зависят от месторасположения энергетических объектов.

В этом разделе мы приведем некоторое общее сравнение между углем и ураном как основными видами топлива для базисной генерации электроэнергии. Сопоставления, которые относятся к проблемам сохранения окружающей среды и охране здоровья населения, более подробно рассмотрены в Главе 6. Различные количества потребителей вовлечены в процесс превращения энергетических ресурсов в электроэнергию. Количество электроэнергии, потребляемое одним человеком в Японии или Северной Европе в течение одного года,* составляет, примерно, 8000 кВтч.

Использование угля как топлива: Приблизительно три тонны каменного угля высокого качества (или 3.5 тонны среднего качества, или 9 тонн бурого) сжигается на тепловых электростанциях для получения одинакового количества электроэнергии. При этом остается до полутонны золы, в зависимости от качества используемого угля, и в окружающую среду выбрасывается восемь тонн углекислого газа, который при атмосферном давлении и температуре заполнил бы три полногабаритных Олимпийских бассейна (50м*15м*2м). В зависимости от сорта угля, выбрасывается и некоторое количество двуокиси серы (SO2). Общее содержание серы в Американских углях, примерно, 2-3 процента, и они дают сотни килограммов двуокиси серы, которые без дорогостоящей утилизации приводят к выпадению кислотных дождей, хорошо известных в северном полушарии. Влияние на окружающую среду побочных продуктов от сжигания угля на тепловых электростанциях рассматриваются более подробно в разделах 6.1 и 6.2, а затраты по утилизации SO2 мы рассмотрим ниже. (Заметим, что Австралийский и Канадский угли содержат меньше одного процента серы). За годы эксплуатации, большинство тепловых электростанций выбросили в атмосферу намного больше радиоактивных веществ, чем любые ядерные установки подобного размера! Поэтому необходимо всегда следить за содержанием радиоактивных материалов в угле (в Австралии и Канаде, например, содержание U+Th составляет до 17 промилле). При использовании современного оборудования эта радиоактивность сохраняется главным образом в золе и утилизируется вместе с ней.

Использование урана как топлива: От 30 до 70 кг урановой руды Австралийского или Канадского происхождения необходимо для того, чтобы произвести горстку (230 граммов) концентрата двуокиси урана. Уран в этом концентрате, назовем его "естественный уран", содержит приблизительно 0.7 % U-235, делящегося изотопа урана. Естественный уран используется для заправки топливом реакторов типа "CANDU" Канадского производства, получивших широкое распространение в мире. В странах, использующих легко-водные реакторы (так называемые реакторы PWR и BWRS) естественный уран обогащается по содержанию изотопа U-235, и из 30-70 кг урановой руды получают, приблизительно, 30 граммов обогащенного уранового топлива, которое содержит до 3.5 % U-235 (см. раздел 4.2). Отработанный уран в CANDU реакторах содержит очень небольшое количество ядерного топлива, которое обрабатывается как отходы. Уран же, отработанный в легко-водных реакторах, содержит достаточно большое количество ядерного топлива, и в некоторых странах обрабатывается для повторного использования. После повторной отработки топлива в легко-водных реакторах остается приблизительно 20 мл жидких высокоактивных отходов. Такие высокорадиоактивные отходы, занимающие объем не более одного кубического сантиметра, "остекловываются", т.е. помещаются в специальные таблетки весом до 6 грамм и размером с большую монету, выполненные из особого сорта стекла. В процессе работы ядерных реакторов образуются и другие отходы, но они имеют намного меньше значение (см. раздел 5.1).

2.7 Экономические факторы

Наряду с количественным сравнением эффективности различных видов топлива и производимых отходов, важно рассмотреть относительные затраты, связанные с использованием того или иного топлива. В Таблице 4 показано сравнение прогнозируемой стоимости электроэнергии, получаемой от различных источников энергии, составленной OECD.